土木工程结构设计与地基加固技术探究

时间:2022-11-07 19:00:02 来源:网友投稿

【摘要】土木工程技术在工民建工程中至关重要,随着建筑业的不断发展壮大,土木工程技术也不断更新和完善。本文主要分析了土木工程的结构设计技术,并且对地基加固技术的在土木工程的应用进行阐述,为我国的土木工程发展尽一份力。

【关键词】土木工程;结构;地基加固

引言:

建筑工程项目最终的施工结果的好坏,最主要是取决于该工程的结构的设计,结构设计的合理了,就是好的建筑的最基本的保障。本人结合自己多年经验,首先对土木工程的结构设计做了一个详细的总结,为建筑打下坚实的基础,再对土木工程设计进行了应用分析,加强了土木工程的实践性。

1.土木工程的概述

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。

2.土木工程的结构设计

2.1 钢筋混凝土结构的设计

钢筋混凝土结构是房屋建设、水利施工、道桥桥梁等土木工程中各种受力构造组成的结构系统,混凝土结构的设计要考虑到凝土的强度和防渗水能力。主要包括正截面承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、裂缝控制及耐久性设计,预应力混凝土结构,钢筋混凝土构件的延性与抗震,高性能混凝土和纤维增强混凝土性能等结构设计。

由钢筋混凝土制成的构造部件,例如钢筋混凝土梁、桥墩、柱、轨枕、盖板、顶帽等,因施工工程结构不同,所构造的钢筋混凝土结构也会不同。例如房屋建设中往往只需要考虑钢筋混凝土梁、柱、顶帽结构部件。

2.2土木工程中的剪力墙结构设计

2.2.1剪力墙的平面布置

在其平面布置中,应尽可能的依据对称、均匀的原则,尽力使墙面结构本身的刚度和质量中心完全重合进行布局,从而达到较少扭矩的效果;而对内外剪力墙来说,则应尽量拉通、对直;在抗震设计要求情况下,剪力墙应避免仅采用单向有墙的布置形式;另外,还应控制剪力墙的抗侧力刚度,来增加剪力墙的利用空间和承载能力;还应注意剪力墙的间距不应过密。

2.2.2约束边缘构件处理

剪力墙的边缘构件大体上分为两种,即无约束边缘和有约束边缘的构件,两者相比较,则无约束边缘的矩形截面积的极限承载力约降低40%,极限楼层位移角将减少一倍,对地震能量的消耗也会有所减少,并且会对墙板的稳定造成影响。由此可见,在构件设计选择时,应严格根据不同级别和类型的剪力墙的相关轴压比进行分析,从而选取相应的边缘构件。

2.2.3剪力墙墙身钢筋分析

国家对剪力墙的水平和竖向分布筋的配筋率做出了相关的规定,比如,一二级抗震建筑物的设计应保证小于0.25%,而对于非抗震和四级抗震的设计不该低于0.2%。另外,这个配筋率在有关规范性文件中都有提到。

2.3土木工程中承重墙结构的设计

现代房屋多属矩形平面,其横向刚度往往要小于纵向刚度,这就要求必须要有足够的横墙,才能有效保证房屋建筑结构的抗震性能。从地震灾害可知,房屋墙体一般都是剪切破坏。因此,在进行房屋建筑设计时,必须要提高建筑的抗剪强度,以提升房屋横墙的抗震能力。以提高建筑的抗剪强度,就要求提高材料的强度等级,并相应增加横墙的轴压力,因此需要将横墙尽量成为承重与隔断相结合的墙体。当房屋建设中的房间比较大时,设有沿进深方向的梁应支撑在纵墙上,以使纵墙承重。同时,建筑楼板应沿纵向搁置,因此形成横墙承重,再加上纵墙因存在轴压力而增加其抗剪能力。

3.地基加固技术在土木工程设计的应用及方法

基于框架截面的设计、建筑结构的设计均受到地形以及抗震等级等多方面因素的影响,在进行勘察的过程中,对于方针等级的查找主要可以以建筑的抗震规范、建筑的高度以及防裂程度作为参考性依据。基于抗震等级的差异性,在抗震计算以及具体措施的采取上也具有岷县的差异性,必须以实际情况作为依据,结合一切情况进行土木工程的抗震设计。在进行工程测量以及管理的过程中,必须加强施工记录和标记,并严格按照相关的测定标准来执行,借此来有效的保证施工的质量以及施工设计方案的具体实现,并且将测量贯穿于整个施工过程中,加强测量工作的精确度及其操作步骤的规范性,确保土建工程的最终施工质量,避免错误操作和返工现象的发生。

3.1排水固结法

排水固结法是建筑工程中地基加固的重要技术,通常适用于地下水位比较高的地基加固中,主要用于解决地基的沉降问题,以此来维持地基的稳定性。使用排水固结法进行地基加固时,为了提高固结的速度,可以采取在天然土层中增加排水的途径,主要是为了缩短排水距离,施工人员可以设置排水井、砂井或者塑料排水袋,用来对地基进行有效的加固,缩短工期,从而在短时间内完成良好的加固工作,使得加固的工作如期完成,并也可以提高地基的抗剪强度,保证地基的稳定性。

3.2加筋法

加筋法是我国目前建筑施工中普遍应用的地基加固技术,施工操作的步骤也相对简单。加筋法是在地基土层中掺入一些抗拉性比较强的材料,利用这些材料来提高土层的强度和抗压性,实现其土层力学性能的转变。土在土体中放置筋材,就使得土和筋形成了一个复合体,当受到外力的影响,就会发生形变,产生了筋材和周围土的位置运动,这两种材料就会因为运动而产生一定的摩擦力和要合理,就相当于为土体增加了一个侧压力,使得地基的抗压力增大,控制土体运动产生的偏移。

3.3桩基法

目前主要桩基法为钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩。

3.3.1钢筋混凝土预制桩

钢筋混凝土预制桩也称为钢筋混凝土桩和预应力管桩,由于具有较强承载力,投资省,质量有保证,施工速度快等特点,已经在实际施工中得到了普遍的应用。

3.3.2混凝土灌注桩

淤土层较厚地基处理还可以采用灌注桩,打灌注桩至硬土层,作承载台,灌注桩有沉管灌注桩和冲钻孔灌注桩,但两种方法灌注桩还存在一些技术难题,一是沉管灌注桩在深厚软土中存在桩身完整性问题;二是冲钻孔灌注桩存在泥浆污染问题,桩身混凝土灌注质量,桩底沉渣清理和持力层判断不易监控等问题。

4.结束语

土木工程具又特殊性和具体性。所有的土木工程师设计和建造的构筑物都是独一无二的,绝不可能出现两个完全相同的建筑物。有些建筑物虽然看似相同,但是建筑的场地条件(地基、风荷载、地震荷载等)都是不同的。因此,土木工程师随时要准备应付新的复杂情况。同时工程要考虑的相关影响因素非常多,任何设计上的忽略都将导致一个失败的工程。土木工程中的结构与地基加固技术是基础,只有不断加强技术的完善和规范,才能从根本上提高土木工程的质量,为我国建筑业做好坚实基础。

参考文献:

[1]王霞,郭志刚. 浅谈土木工程中结构与地基加固技术[J]. 民营科技. 2012(05)

[2]周居正.土木工程中结构与地基加固技术探讨[J]中国建筑金属结构,2013(16).

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